CN102717602B - 灌墨装置及灌墨方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种灌墨装置，包括：壳体，壳体内安装有墨水容器；设有底槽的墨盒座，该底槽上设有连通口；供墨管道；真空泵；泄压阀。该底槽相对水平面倾斜地设置，在铅垂方向上，连通口位于底槽的顶部。灌墨装置还包括微控制器，该微控制器设有真空泵控制模块和泄压阀控制模块。真空泵控制模块和泄压阀控制模块分别控制真空泵和泄压阀依次完成第一次抽负压、第一次泄压、第二次抽负压、第二次泄压。本发明提供了一种将底槽中的墨盒安装成与水平面倾斜，并且分两次地控制真空泵和泄压阀依次对墨盒进行抽负压和泄压操作，从而实现了向墨盒中灌注更多的墨水的灌墨装置及一种利用灌墨装置向墨盒灌墨的灌墨方法。

Description

灌墨装置及灌墨方法

技术领域

本发明涉及用于向一种具有海绵腔和墨水腔的墨盒进行灌墨的灌墨装置及灌墨方法。

背景技术

喷墨打印机工作时，利用容纳有墨水的墨盒为喷墨打印机提供墨源，墨水经由相应的墨水流动通道被输送至喷墨头中，喷墨头上设置的喷嘴在打印信号的驱动下将墨水喷射至纸张等记录介质上，从而完成字符或图形在打印介质上的记载。

按照喷墨头与墨盒的配置关系，墨盒包括两种类型：一体式墨盒和分体式墨盒。一体式墨盒的喷墨头与墨水容纳腔结合成一体，且喷墨头设置在墨盒的出墨口上；分体式墨盒的喷墨头与墨水容纳腔相互分离，墨水被储存在墨水容纳腔，而喷墨头则设置在喷墨打印机的车架上。

由于一体式墨盒的喷墨头容易损坏，且喷墨头的价格较高，因此，越来越多的用户选择分体式墨盒。目前被广泛使用的一种分体式墨盒包括相互连通的海绵腔和墨水腔，两腔之间通过一导通口相连通，在海绵腔中设有用于产生毛细力以保持墨水的海绵体及与打印机供墨针相连接的出墨口。本发明涉及对该种具有海绵腔和墨水腔的分体式墨盒进行灌墨的灌墨装置及灌墨方法，因此，以下的墨盒均指该种具有海绵腔和墨水腔的分体式墨盒。

现有墨盒的海绵腔中设有用于产生毛细力以保持墨水的海绵体，在墨盒上还安装有芯片。显然，若该墨盒在墨水耗尽后被直接丢弃，则还能继续使用的芯片以及墨盒上大多不能自然降解的塑胶、薄膜等都将连同墨盒一同被废弃，如此，容易造成资源浪费及环境污染。因此，无论是从用户打印成本的节约还是从环境的保护来看，都很有必要对耗尽墨水的墨盒进行重新灌墨，使其获得二次使用价值。

专利号为US 6585007 B2的美国发明专利公开了一种灌墨装置，该灌墨装置包括容纳有墨水的墨水容器、圆筒及可在圆筒中往复运动的活塞。在墨水容器的一个顶壁上设置有一个供墨口、一个大气开口和一个抽气口，一个管道通过插进墨水容器的供墨口中以将墨水容器中的墨水与需要灌墨的墨盒的出墨口相连通。该墨盒包括墨水腔和具有出墨口的海绵腔，在被灌墨时，墨盒被水平放置，并且墨盒的出墨口沿竖直方向延伸。大气开口的开启或关闭可以通过操作阀门来控制。抽气口与圆筒相连通，活塞上下运动所产生的抽吸力，可以通过抽气口来对墨水容器和墨盒中的空气进行抽吸，从而在墨盒中形成负压。为了对墨水容器泄压，以产生将墨水容器中的墨水灌注到墨盒中的压差，需要通过操作阀门来开启大气开口，使得大气开口直接向外界敞开。

但是，在采用上述现有灌墨装置对墨盒灌墨的过程中，灌墨装置仅进行一次抽负压及泄压操作。在灌墨装置进行抽负压过程中，随着墨盒内空气的抽出，墨盒内的压力值开始降低，但是，受活塞功率、空气分子引力等方面的影响，墨盒中会残留有无法被进一步抽出的空气，因此，墨盒内的压力值达到一定数值后就无法进一步降低。当抽负压结束后，灌墨装置接着对内部具有一定压力值的墨盒进行泄压，在泄压过程中，当一部分的海绵腔中和一部分的墨水腔中分别被灌注了一定量的墨水后，海绵腔中海绵的毛细作用力将大于墨水腔中容纳了残余空气的其它部分的负压作用力，因此，墨水无法被进一步地灌注到墨水腔的其它部分中，使得墨水腔中通常只能被灌注最多一半容积的墨水，从而造成墨盒中被灌注的墨水量偏少，不仅缩短了灌墨后的墨盒的再次使用时长，也相应增加了用户向墨盒灌墨的频率。另外，由于墨盒是被水平放置的，因此，即使为了向墨水腔中灌注更多的墨水，灌墨装置对墨盒进行两次或者多次的抽负压及相应的两次或者多次泄压，实际上，最后一次的抽负压会先将墨水腔中的墨水抽尽，然后，在最后一次泄压时再向墨盒中灌注墨水，因此，该灌墨装置采用两次或者多次的抽负压及泄压对墨盒灌注的墨水量与采用一次抽负压及泄压对墨盒灌注的墨水量是差别不大的，墨盒中被灌注的墨水量依然偏少。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种相比于现有的采用一次抽负压和一次泄压来灌墨的现有灌墨装置，通过采用两次抽负压和相应的两次泄压来实现向墨盒中灌注更多墨水的灌墨装置。

本发明的另一目的是提供一种利用灌墨装置向墨盒中灌注更多的墨水的灌墨方法。

为实现上述主要目的，本发明提供的灌墨装置包括壳体，壳体内安装有墨水容器，墨盒座，泄压管道，供墨管道，一个真空泵，一个泄压阀及微控制器。在墨水容器的底部设有用于向墨盒外供应墨水的供墨口。墨盒座内设有用于安放墨盒的底槽，在底槽上设有连通口，并且，底槽设置成与水平面倾斜，在铅垂方向上，连通口接近底槽的顶部。供墨管道用于连通墨水容器和墨盒。真空泵通过负压管道与墨水容器的顶部相连通。泄压阀设置在将墨水容器的顶部与大气连通的泄压管道上。灌墨装置还包括用于向真空泵和泄压阀输出控制信号的微控制器。该微控制器设有用于输出控制真空泵运行的真空泵控制信号的真空泵控制模块，以及用于输出控制泄压阀运行的泄压阀控制信号的泄压阀控制模块。该真空泵控制模块和泄压阀控制模块分别控制真空泵和泄压阀依次完成第一次抽负压、第一次泄压、第二次抽负压、第二次泄压。

由以上方案可见，灌墨装置对放置成与水平面倾斜的墨盒进行两次抽负压和相应的两次泄压的操作，在对墨盒进行了第二次抽负压之后，使墨盒内部形成一定压力值，并且在第一次泄压后被灌注到墨水腔中的墨水无法被第二次抽负压全部抽出，因此，墨水腔中具有剩余墨水，从而在第二次泄压时，墨水能够在海绵腔中海绵的毛细作用力大于墨水腔的负压作用力之前，被进一步地灌注到已具有剩余墨水的墨水腔中，因此，与现有灌墨装置通过一次抽负压使墨盒内部形成同样压力值进而泄压来向墨盒灌墨相比，本发明的灌墨装置能够向墨盒中灌注更多的墨水，多灌注的墨水量大致等于第二次抽负压后在墨水腔中的剩余墨水量。

更进一步的方案是墨盒包括由一个分隔壁分隔出的一个海绵腔和一个墨水腔，海绵腔和墨水腔通过分隔壁上开设的导通口相连通，并且，海绵腔设有一个出墨口。因此，底槽中的墨盒被相对水平面倾斜地安装，使得在灌墨装置对墨盒进行了第二次抽负压之后，墨水腔中具有剩余墨水，并且，在铅垂方向上，墨水腔中剩余墨水的液面低于导通口的最低水平面，从而在灌墨装置第二次泄压时，将向已保留有剩余墨水的墨水腔中进一步灌注墨水，使墨水腔中能被灌注更多的墨水，从而相应增加整个墨盒被灌注的墨水量。

更进一步的方案是底槽具有第一端部和第二端部，并且在铅垂方向上，第一端部高于第二端部。因此，当墨盒安装在底槽中时，海绵腔位于第一端部处，墨水腔位于第二端部处。一方面，在灌墨装置对墨盒进行第一次泄压时，在相对于水平面倾斜的墨盒中，墨水在压差作用力以及自身重力的作用下能容易地从海绵腔经过导通口进入墨水腔中；另一方面，在灌墨装置对墨盒进行了第二次抽负压之后，铅垂方向上，墨水腔中未被真空泵从出墨口处抽出的剩余墨水的液面低于导通口的最低水平面，因此，在第二次泄压时，墨水被进一步灌注到在已具有剩余墨水的墨水腔中，使墨水腔中能被灌注更多的墨水，从而增加了向整个墨盒中灌注的墨水量。

更进一步的方案是由第二端部向第一端部方向延伸的直线与由第二端部沿水平方向延伸的直线之间的锐角夹角为α，且45°≤α＜90°。由此可见，由于在灌墨装置对墨盒进行了第二次抽负压之后，墨水腔中剩余墨水的液面在铅垂方向上低于导通口的最低水平面，因此，在第二次泄压之前，墨水腔中剩余墨水能够占据墨水腔大约一半的容积。

为实现上述另一目的，本发明提供的一种采用灌墨装置进行灌墨的灌墨方法，灌墨装置包括壳体，壳体内安装有墨水容器，墨盒座，泄压管道，供墨管道，一个真空泵，一个泄压阀及微控制器。在墨水容器的底部设有用于向墨盒外供应墨水的供墨口。墨盒座内设有用于安放墨盒的底槽，在底槽上设有连通口，并且，底槽设置成与水平面倾斜，在铅垂方向上，连通口接近底槽的顶部。供墨管道用于连通墨水容器和墨盒。真空泵通过负压管道与每一个墨水容器的顶部相连通。泄压阀设置在将墨水容器的顶部与大气连通的泄压管道上。灌墨装置还包括用于向真空泵和泄压阀输出控制信号的微控制器。该微控制器设有真空泵控制模块和泄压阀控制模块。灌墨方法包括：首先，利用真空泵控制模块控制真空泵对设置在底槽中的墨盒进行第一次抽负压，使墨盒内部达到第一压力值；然后，利用泄压阀控制模块控制泄压阀对墨盒进行第一次泄压，使墨盒中容纳有第一墨水量的墨水；接着，利用真空泵控制模块控制真空泵对墨盒进行第二次抽负压，使墨盒内部达到第二压力值；最后，利用泄压阀控制模块控制泄压阀对墨盒进行第二次泄压，使墨盒中容纳有第二墨水量的墨水。

由以上方案可见，该灌墨方法对放置成与水平面倾斜的墨盒进行两次抽负压和相应的两次泄压的操作，在对墨盒进行了第二次抽负压之后，能使墨水腔中保留有剩余墨水，从而，在第二次泄压时，墨水被进一步灌注到已保留有剩余墨水的墨水腔中，使墨水腔中能被灌注更多的墨水，相应增加了灌注到整个墨盒中的墨水量。

更进一步的方案是底槽包括第一端部和第二端部，在铅垂方向上，第一端部高于第二端部，并且，由第二端部向第一端部延伸的直线与由第二端部沿水平方向延伸的直线之间的锐角夹角为α，45°≤α＜90°。因此，当墨盒安装在底槽中时，墨盒相对于水平面倾斜的角度大于或等于45度，在铅垂方向上，使得导通口的最低水平面相较第二端部有较大的高度差，因此，在灌墨装置对墨盒进行了第二次抽负压之后，墨水腔中会剩余较多墨水，从而在灌墨装置进行第二次泄压时，墨水腔在已保留有剩余墨水的情况下被进一步灌注墨水，使墨水腔中能被灌注更多的墨水，相应增加了灌注到整个墨盒中的墨水量。

更进一步的方案是第一墨水量的墨水包括容纳在墨水腔中具有第三墨水量的墨水，在铅垂方向上，第三墨水量的墨水的液面高于导通口的最高水平面。由此可见，在灌墨装置完成第一次泄压后，在铅垂方向上，墨水腔中被灌注的墨水的液面高于导通口的最高水平面，并且，在灌墨装置对墨盒进行第二次抽负压时，只有液面高于导通口的最低水平面的那部分墨水会被真空泵经由导通口从出墨口处抽吸出。

更进一步的方案是在第二次抽负压过程中，真空泵从出墨口将少量的第三墨水量的墨水抽吸出，使得在墨水腔中剩余有第四墨水量的墨水，并且在铅垂方向上，第四墨水量的墨水的液面低于导通口的最低水平面。因此，在灌墨装置对墨盒进行第二次抽负压后，墨水腔中液面低于导通口的最低水平面的墨水不会被抽吸出，从而在墨水腔中依然保留有第四墨水量的墨水。

更进一步的方案是第二墨水量包括在第二次抽负压之后在墨水腔中剩余的具有第四墨水量的墨水。由此可见，在灌墨装置对墨盒进行第二次泄压时，灌墨装置向已具有第四墨水量的墨水的墨水腔中进一步灌注墨水，因此，灌墨装置能够向墨盒中灌注更多的墨水。

附图说明

图1是本发明灌墨装置的结构图。

图2是本发明灌墨装置的上盖和下盖开启后的结构图。

图3是本发明灌墨装置的剖视图(各个管道被省略)。

图4是本发明灌墨装置的墨水容器的剖视图。

图5是本发明灌墨装置的墨水容器座的立体图。

图6是本发明灌墨装置中墨盒座和墨水容器座的装配结构图。

图7是本发明灌墨装置的灌墨原理图。

图8是本发明灌墨装置的灌墨管道连接示意图。

图9是本发明灌墨方法的流程图。 

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明及以下各实施例中的墨盒均指待灌墨的墨盒。

灌墨装置实施例

[灌墨装置整体结构]

参见图1，灌墨装置1100具有壳体，壳体由上壳1140、下壳1150、可启闭的上盖1160以及可启闭的下盖1170构成，壳体围成了一个密闭的空间，灌墨装置1100的装置主体位于该密闭的空间内。在上壳1140顶部布置有一个启动按钮1911以及多个能显示灌墨装置1100运行状况的一个绿色LED灯1921以及六个红绿双色LED灯1922，在灌墨装置不同的工作状下，LED灯1921、1922可以是闪烁发光或长亮。

参见图2，装置主体1101中安装了多个分别配置有墨水滞纳仓1400的墨水容器1500，在压盖1200处于扣合状态下，墨盒在压盖1200作用下被固定在灌墨装置1100内。

参见图3，装置主体1101有一个装置底座1102，装置底座1102包括墨盒座1120和墨水容器座1600。在墨盒座1120上设有多个底槽1130及对应设置的压盖1200。在每一个底槽1130上有一个作为第一密封件的硅胶垫1131，在每一个压盖1200内侧有一个作为第二密封件的橡胶垫1204。压盖1200可以相对于墨盒座1120的一个支承轴1122转动，以便压盖1200与墨盒座1120上的扣位1121相扣合或者脱离。扣合的压盖1200可将墨盒1110L定位在底槽1130上。

[墨盒]

灌墨装置1100中安装的墨盒的类型按容纳的墨水颜色分为黑色墨盒和彩色墨盒，每一种颜色的墨盒按墨水容量又分为大容量墨盒和小容量墨盒。在每一个底槽1130中可以分别安装一个具有大容量或小容量的墨盒。本实施例中，在所有底槽1130中对应安装有一个黑色大容量的墨盒和五个小容量的彩色墨盒。其中五个小容量的彩色墨盒的墨水颜色分别是照片黑、红、黄、蓝和灰。在每一个底槽1130上贴有对应于各种墨水颜色的标签，以便各色墨盒被正确地安装到相应的底槽1130中。

各种类型墨盒的构造基本相同，主要区别是形状的大小不同。小容量的墨盒1110L的高度比大容量的墨盒的高度要小，因此，大容量的墨盒可以直接被安装在墨盒座槽中和压盖之间，当墨盒1110L被安装到墨盒座槽中时，需要在压盖1200和墨盒1110L之间安装一个适配器，即，压盖1200通过适配器1300压紧墨盒1110L，从而将墨盒1110L固定在墨盒座槽之中。适配器1300具有中空的矩形盖形状，适配器1300的内表面可被紧密套接在墨盒1110L的顶壁及周壁上，在适配器1300面向墨盒1110L的一侧上设置有一个橡胶垫1310。当装配了适配器1300的墨盒1110L安装在墨盒座槽1130和压盖1200之间时，适配器1300在压盖1200的压力下，其橡胶垫1310紧压着墨盒1110L的顶壁1113并密封大气口1112。墨盒1110L具有由一个分隔壁1118分隔出的一个布置了海绵1117的海绵腔1117A和一个墨水腔1117B，海绵腔1117A和墨水腔1117B通过分隔壁1118上开设的导通口1119相连通。

[压盖]

参见图2，压盖1200与墨盒座扣合以将墨盒安装在底槽中。压盖1200与底槽的个数一一对应，因此每个墨盒的装卸互不干扰。

参见图3，压盖1200的一端通过一个铰接孔铰接在墨盒座1120的支承轴1122上。压盖1200的另一端为具有弹性的手柄1210，手柄1210上有扣合部和便于操作的钩部1212。墨盒座1120上与支承轴1122相对的另一侧设置有扣位1121。推动钩部1212时，扣合部1211脱离扣位1121，压盖1200在推力作用下绕着支承轴1122被开启；反向转动压盖1200时，手柄1210受到扣位1121的压迫而向远离扣位1121方向移动，当扣合部1211越过扣位1121时，扣合部1211在手柄1210自身弹性回复力的作用下向扣位1121靠近，并与扣位1121扣合。当大容量的墨盒安装就位后，布置在压盖1200内侧的橡胶垫1204将大容量的墨盒的大气口密封。

[墨水容器]

参见图2。灌墨装置1100内安装有七个可以被更换的墨水容器1500，其中最左侧的两个墨水容器1500都用于容纳黑色墨水，这是考虑到墨水容器1500制造模具的通用性，以同时对黑色大容量的墨盒供墨。当然，也可以采用一个单独的、能容纳更多墨水的大的黑色墨水容器来对黑色大容量墨盒供墨，这时墨水容器1500制造模具就必须有两种，其通用性不佳；其它五个墨水容器1500分别容纳一种彩色墨水，彩色墨水容器1500中的墨水被灌注到颜色相对应的墨盒中。

通过以下的说明可以看出，一方面，灌墨装置1100可以实现对多个不同颜色、不同容量的墨盒同时灌墨，灌墨效率非常高；另一方面，采用独立工作的墨水容器1500，可以允许用户方便地更换墨水容器1500，从而能够灵活地满足灌墨需求。

参见图4，墨水容器1500具有由底壁1511、侧壁1512及顶壁1513围成的容器主体1510。在面积最大的两个侧壁1512之间设有一个薄板状的加强部1514，因此，在真空泵对墨水容器1500抽负压的过程中，加强部1514可以避免墨水容器1500在抽吸力作用下发生变形。

容器主体1510具有墨水容纳部分1501和气体容纳部分1502，一对相对的侧壁1512上分别设置有一个凹槽1550，底壁1511上设置有一个与墨水容纳部分1501连通的供墨口1520，顶壁1513上设置有一个供气体通过的气孔1530。供墨口1520内安装有一个自闭密封件1560以及位于供墨口1520底端的封口膜1561。在气孔1530内安装有一个自闭密封件1540和位于气孔1530顶端的封口膜1541。

参见图3，当墨水容器1500被安装在灌墨装置1100中时，供墨口1520通过供墨管道与墨盒1110L的出墨口相连通，气孔1530与一个内部安装了海绵的墨水滞纳仓1400的一个开口密封连接，墨水滞纳仓1400可以吸附墨水容器1500中的墨水在负压的作用下所产生的小气泡或汽化的墨水，墨水滞纳仓1400的另一个开口还分别与真空泵和泄压阀相连通，因此，气体容纳部分经过气孔1530和墨水滞纳仓1400，与真空泵和泄压阀相连通。

墨水容器1500是被倾斜地安装在灌墨装置1100中的，在重力方向上，供墨口1520大致位于墨水容器1500的最低位置处，从而可以降低墨水容器1500中的墨水残余量；同时，气孔1530大致位于墨水容器1500的最高位置处，因此，有利于真空泵和泄压阀分别对墨水容器1500以及与其相连通的墨盒1110L的抽负压以及泄压。

[墨水容器座]

参见图5。墨水容器座1600为一个一体注塑成型的支架，墨水容器座1600被固定在灌墨装置的下壳上。在墨水容器座1600中设有7个呈长方体状的墨水容器座槽1610。参见图3，墨水容器座1600的墨水容器座槽1610被整体地倾斜设置在灌墨装置1100中，因此，墨水容器1500也被倾斜地安装在墨水容器座1600中，从而可以降低墨水容器中的墨水残余量。在墨水容器座1600的顶部相对地设置有一对卡座式的连接件1650，连接件1650包括第一开口槽1651和第二开口槽1652。

[墨盒座]

参见图3。墨盒座1120中用于安装墨盒1110L的底槽1130被设置成与水平面倾斜，在底槽1130的顶部设有一个连通口1123，该连通口1123通过供墨管道与相应的墨水容器1500的供墨口1520相连通。当墨盒1110L被安装在墨盒座槽1130中后，扣合的压盖1200将墨盒1110L固定，墨盒1110L的出墨口和墨盒座槽1130的墨水入口1123对接，橡胶垫1131围绕两者接合的周边以防止墨水的泄漏。

参见图6。在墨盒座1120的两个外侧面1124的底部一体地向外延伸出一对对称的圆柱形的长突起1125和一对对称的圆柱形的短突起1126，并且，各个长突起1125和短突起1126都分别具有一个内螺纹孔1127和内螺纹孔1128。

参见图7。底槽1130具有第一端部1133和第二端部1134，在铅垂方向上，第一端部1133位于底槽1130的顶部，第二端部1134位于底槽1130的底部。由第二端部1134沿底槽的底面1132向第一端部方向1133延伸的直线与由第二端部1134沿水平方向延伸的直线之间所构成的一个锐角为α，并且45°≤α＜90°。当墨盒1110H被扣合的压盖1200牢固定位在底槽1130中时，墨盒1110H的底壁1116以相对于水平面为α的角度倾斜。

[墨水容器座和墨盒座的装配]

参见图6，为了将墨盒座1120和墨水容器座1600装配在一起，首先，将墨盒座1120的一对长突起1125沿墨水容器座1600的第一开口槽1651的开口1651A经过通槽1651B一直装入到第一开口槽1651的封闭末端1651C，此时，长突起1125超越上连接件1650的外端面并被通槽1651B所支撑。由于短突起1126相对外侧面1124延伸出的长度小于第二开口槽1652相距外侧面1124的距离，并且墨水容器座1600的第一开口槽1651、第二开口槽1652的封闭末端1651C、1652C与墨盒座1120的长突起1125、短突起1126的位置关系是预先设置好的，因此，在墨盒座1120的一对长突起1125抵靠到第一开口槽1651的封闭末端1651C时，进一步将墨盒座1120的一对短突起1126的位置调整至与墨水容器座1600的第二开口槽1652的通槽1652B对齐，此时，短突起1126的内螺纹孔1127靠近第二开口槽1652的封闭末端1652C。最后，将四个螺钉（未图示）分别安装到各个内螺纹孔1127中。具体来说，两个螺钉分别横穿第二开口槽1652的通槽1652B后被安装到短突起1126的内螺纹孔1127中，并且两个螺钉都被通槽1652B所支撑，另外两个螺钉被安装到长突起1125的内螺纹孔1127中，由此，墨盒座1120和墨水容器座1600的相对位置被横穿通槽1651B的一对长突起1125和横穿通槽1652B的两个螺钉所限定，从而墨盒座1120以相对水平面倾斜地被牢固、紧凑地装配在墨水容器座1600的上方。

 [真空泵和泄压阀]

参见图8，在灌墨装置1100中安装了一个黑色的墨盒1110B和五个彩色的墨盒1110C，并且，在灌墨装置1100中设置了一个作为负压发生装置的真空泵1720，该真空泵1720通过负压管道与墨水容器1500相连通，该负压管道包括第一管道1711和第四管道1714。具体来说，真空泵1720与第四管道1714的一端相连，第四管道1714的另一端通过一个八通管1715与六条第一管道1711的一端相连通，其中的五条第一管道1711的另一端一一对应地与连接到彩色墨水容器1500上的五个墨水滞纳仓1400相连通。另外一条第一管道1711的另一端经过一个三通管与连接到黑色墨水容器1500上的两个墨水滞纳仓1400分别连通。因此，真空泵1720通过墨水滞纳仓1400与墨水容器1500相连通。在真空泵1720、第四管道1714、第一管道1711、墨水滞纳仓1400、墨水容器1500、供墨管道1713、底槽的连通口和墨盒1110B、1110C的出墨口之间形成了一个流体通道。

灌墨装置1100中还设置了一个进行泄压的泄压阀1730，该泄压阀1730通过泄压管道与墨水容器1500相连通，该泄压管道包括第一管道1711和第二管道1712。具体来说，泄压阀1730与第二管道1712的一端相连通，第二管道1712的另一端连接到八通管上，进而利用与八通管连通的六条第一管道1711分别与七个墨水滞纳仓1400连通，因此，泄压阀1730经过第一管道1711、第二管道1712、墨水滞纳仓1400与墨水容器1500连通。在泄压阀1730、第二管道1712、第一管道1711、墨水滞纳仓1400、墨水容器1500、供墨管道1713、底槽的连通口和墨盒1110B、1110C的出墨口之间也形成了一个流体通道。

[微控制器]

灌墨装置的微控制器可以是单片机或者DSP（数字信号处理器）等器件。本实施例中采用的是单片机，单片机内设有真空泵控制模块和泄压阀控制模块，真空泵控制模块用于分两次地控制真空泵的运行；泄压阀控制模块用于分两次地控制泄压阀的运行，并且在真空泵控制模块中存储有用于控制真空泵的两次运行的抽负压时长，在泄压阀控制模块中存储有用于控制泄压阀的两次运行的泄压时长。另外，单片机内还设有控制绿色LED灯、红绿双色LED灯的LED灯控制程序。真空泵控制模块通过控制真空泵进行第一次和第二次运行使墨盒内部分别达到第一压力值和第二压力值，泄压阀控制模块通过控制泄压阀进行第一次和第二次运行使墨盒中分别容纳有第一墨水量和第二墨水量的墨水。

抽负压时长和泄压时长可以通过以下方式获得。在本实施例中，墨盒经过第一次抽负压后所需达到的第一压力值设定为56KPA。为了设定出具有足够时长的第一次泄压时长，假定在所有墨盒座槽中都安装其所能容纳的最大容量的墨盒，从而，当泄压阀开始工作，各个墨盒内部的压力值将由压力值56KPA逐步上升到与对应的墨水容器的气体容纳部分中的气压互相达到平衡时的外界标准大气压值：101KPA，因此，通过计算墨盒内部的压力值由56KPA达到101KPA过程中的泄压阀持续开启的时间，即可计算出泄压阀泄压的第一泄压时长。在本实施例中，墨盒经过第二次抽负压后所需达到的第二压力值设定为36KPA，根据以上同样的方法，通过计算墨盒内部的压力值由36KPA达到101KPA过程中的泄压阀持续开启的时间，即可计算出泄压阀泄压的第二泄压时长。

为了设定出具有足够时长的抽负压时长，假定在所有墨盒座槽中都安装其所能容纳的最大容量的墨盒，并且各个最大容量墨盒及其对应的墨水容器是全空的，即它们的内部全是空气，因此，可以计算出包括一个全空的黑色大容量墨盒、六个全空的彩色大容量墨盒、相应第一管道、第四管道和供墨管道的空间中的空气体积总和V，因此，为了在第一次抽负压后使该空间中的气压值达到56KPA，真空泵在第一次抽负压过程中需要抽吸出空间中空气体积的45%，即V×45%（ml），由于真空泵的抽气速率为S（ml/s），所以，真空泵抽吸时长=空气体积数÷抽气速率= V×45%÷S（s），单片机中存储的第一抽负压时长根据公式：V×45%÷S得到。以此类推，为了在第二次抽负压后使该空间中的气压值达到36KPA，那么，真空泵在第二次抽负压过程中需要抽吸出空间中空气体积的65%，因此，单片机中存储的第二抽负压时长可以根据公式：V×65%÷S得到。

[灌墨装置的灌墨操作]

参见图1，绿色LED灯1921常亮以显示灌墨装置1100已接通电源，绿色LED灯闪烁以显示灌墨装置1100正对墨盒进行灌墨操作。6个红绿双色LED灯1922分别用于显示一个墨盒及为其提供墨水的墨水容器的灌墨状态，当常亮绿灯时则表示对相应墨盒的灌墨操作正在进行中，当闪烁红灯时则表示相应墨水容器中的墨量已偏低，当常亮红灯时则表示相应墨水容器墨水已经耗尽。

参见图7，图7反映了灌墨装置对一个墨盒1110H灌墨的结构原理图。应当说明的是，该灌墨操作也适用于向包括一个墨盒1110H在内的全部墨盒同时进行的灌墨。

当用户按下启动按钮1911，向单片机1940输入启动信号，于是，真空泵控制模块和泄压阀控制模块分别控制真空泵和泄压阀进行相应操作。

第一次抽负压及泄压操作

单片机1940接收到启动信号后，真空泵控制模块向真空泵1720发出启动信号，真空泵1720开始第一次抽气，墨盒1110H中的空气依次经过出墨口1111、供墨管道1713、墨水容器1500、墨水滞纳仓1400和第四管道1714被真空泵1720抽出，从而在墨盒1110H的内部形成第一压力值。自发出启动信号达到第一抽负压时长时，真空泵控制模块向真空泵1720发出停止信号，真空泵1720停止工作，墨盒1110H内部达到第一压力值56KPA。

接着，泄压阀控制模块向泄压阀1730发出启动信号，泄压阀1730开始第一次泄压，将墨水容器1500的气体容纳部分1502与大气连通，从而将大气引入气体容纳部分1502，随着大气进入气体容纳部分1502后，气体容纳部分1502与处于负压状态的墨盒1110H内部存在压差，因此，墨水容器1500中的墨水从墨盒1110的出墨口1111被灌注到墨盒1110的海绵腔1117A中，灌注到海绵腔1117A中的墨水首先被海绵1117所吸附，在铅垂方向上，当位于出墨口1111与导通口1119之间的海绵1117所吸附的墨水达到饱和时，进一步灌注到海绵腔1117A中的墨水的一部分被位于出墨口1111与导通口1119之间以外的海绵所吸附，而墨水的另一部分则在负压作用力以及自身重力的作用下沿着墨盒1110的底壁1116流经导通口1119之后被灌注到墨水腔1117B之中，从而墨水会被同时灌注到墨盒1110H的海绵腔1117A和墨水腔1117B之中。自发出启动信号达到第一泄压时长时，泄压阀控制模块向泄压阀1730发出停止信号，泄压阀1730停止工作。泄压阀1730工作的第一泄压时长即可使墨盒1110H内部与墨水容器1500的气体容纳部分1502中的气压达到平衡，至此，第一次泄压操作完成。此时，海绵1117中的墨水达到了能使其达到饱和的墨水量的80%左右，在墨水腔1117B中大约60%左右的容积中被灌注了第三墨水量的墨水，在铅垂方向上，第三墨水量的墨水的液面高于导通口1119的最高水平面H，因此，在墨盒1110H中所容纳墨水具有的第一墨水量是海绵1117中的墨水量及墨水腔1117B中的第三墨水量的总和。

第二次抽负压及泄压操作

在泄压阀1730完成第一次泄压之后，真空泵控制模块立刻向真空泵1720发出启动信号，真空泵1720开始第二次抽气，真空泵1720在抽吸墨盒1110H中的空气的同时也抽吸海绵腔1117A和墨水腔1117B中的墨水，自发出启动信号达到第二抽负压时长时，真空泵控制模块向真空泵1720发出停止信号，真空泵1720停止工作，墨盒1110H内部达到第二压力值36KPA，此时，海绵腔1117A中的大部分墨水已从出墨口1111处被抽出，并且，在铅垂方向上，对于墨水腔1117B中的第三墨水量的墨水，其液面高于导通口1119的最低水平面L的那部分墨水也被真空泵1720从出墨口1111处抽出，液面低于导通口1119的最低水平面L的剩余墨水无法在真空泵1720抽吸力作用下克服自身的重力而被沿着墨盒1110H底壁1116从出墨口1111处抽出，因此，在墨水腔1117B中存储有剩余墨水，该剩余墨水具有第四墨水量。从墨盒1110H中抽出的墨水与墨水容器1500中的墨水混合在一起,为后续的灌墨提供墨水。

接着，泄压阀控制模块向泄压阀1730发出启动信号，泄压阀1730开始第二次泄压，墨水容器1500中的墨水首先被灌注到海绵腔1117A中，并且灌注到海绵腔1117A中的墨水被海绵1117所吸附，然后，墨水被进一步灌注到海绵腔1117A及具有第四墨水量的墨水腔1117B中。自发出启动信号达到第二泄压时长时，泄压阀控制模块向泄压阀1730发出停止信号，泄压阀1730停止工作。至此，第二次泄压操作完成。此时，海绵1117中的墨水达到了能使其达到饱和的墨水量的90%左右，在墨水腔1117B中大约80%左右的容积中被灌注了墨水，因此，在墨盒1110H中容纳了具有第二墨水量的墨水，该第二墨水量是海绵腔1117A中的墨水量及墨水腔1117B中的墨水量的总和。

灌墨方法实施例

参见图9，图9反映了灌墨方法的流程图。

灌墨方法在开始后按以下步骤进行：

第一次抽负压步骤S1：

真空泵控制模块控制真空泵对墨水容器和墨盒进行第一次抽负压操作，控制真空泵运行第一抽负压时长，从而使墨盒内部的压力值达到第一压力值56KPA。

第一次泄压步骤S2：

泄压阀控制模块控制泄压阀进行第一次泄压操作，控制泄压阀运行第一泄压时长，使墨盒中容纳第一墨水量的墨水，该第一墨水量是海绵腔中的墨水量及墨水腔中的第三墨水量的总和。

第二次抽负压步骤S3：

真空泵控制模块控制真空泵对墨水容器和墨盒进行第二次抽负压操作，控制真空泵运行第二抽负压时长，从而使墨盒内部的压力值达到第一压力值36KPA，使墨水腔中容纳有第四墨水量的墨水。

第二次泄压步骤S4：

泄压阀控制模块控制泄压阀进行第二次泄压操作，控制泄压阀运行第二泄压时长，使墨盒中容纳第二墨水量的墨水，该第二墨水量是海绵腔中的墨水量及墨水腔中的墨水量的总和。

至此，灌墨装置完成一次灌墨操作。

Claims (10)

1.灌墨装置，包括壳体，所述壳体内安装有

墨水容器，所述墨水容器的底部设有供墨口；

墨盒座，所述墨盒座内设有用于安放墨盒的底槽，所述底槽上设有连通口； 

供墨管道，所述供墨管道用于连通所述墨水容器和所述墨盒；

其特征在于：

真空泵，所述真空泵用于通过负压管道与所述墨水容器的顶部相连通；

泄压阀，所述泄压阀设置在用于将所述墨水容器的顶部与大气连通的泄压管道上；

所述底槽相对水平面倾斜地设置，在铅垂方向上，所述连通口位于所述底槽的顶部；

微控制器，向所述真空泵和所述泄压阀输出控制信号；

所述微控制器设有

真空泵控制模块，用于输出控制所述真空泵运行的真空泵控制信号；

泄压阀控制模块，用于输出控制所述泄压阀运行的泄压阀控制信号；

所述真空泵控制模块和所述泄压阀控制模块分别控制所述真空泵和所述泄压阀依次完成第一次抽负压、第一次泄压、第二次抽负压、第二次泄压。

2.根据权利要求1所述的灌墨装置，其特征在于：

所述墨盒包括由一个分隔壁分隔出的一个海绵腔和一个墨水腔，所述海绵腔和所述墨水腔通过所述分隔壁上开设的导通口相连通，并且，在所述海绵腔上设有一个出墨口。

3.根据权利要求2所述的灌墨装置，其特征在于：

所述底槽包括第一端部和第二端部，在铅垂方向上，所述第一端部高于所述第二端部。

4.根据权利要求3所述的灌墨装置，其特征在于：

由所述第二端部向所述第一端部延伸的直线与由所述第二端部沿水平方向延伸的直线之间的锐角夹角为α，且45°≤α＜90°。

5.灌墨方法，灌墨装置包括壳体，所述壳体内安装有

墨水容器，所述墨水容器的底部设有供墨口；

墨盒座，所述墨盒座内设有用于安放墨盒的底槽，所述底槽上设有连通口； 

供墨管道，所述供墨管道用于连通所述墨水容器和所述墨盒；

真空泵；所述真空泵用于通过负压管道与所述墨水容器的顶部相连通；

泄压阀；所述泄压阀设置在用于将所述述墨水容器的顶部与大气连通的泄压管道上；

所述底槽相对水平面倾斜地设置，在铅垂方向上，所述连通口位于所述底槽的顶部；

微控制器，所述微控制器中设有真空泵控制模块和泄压阀控制模块；

其特征在于，所述灌墨方法包括以下步骤：

利用所述真空泵控制模块控制所述真空泵对设置在所述底槽中的墨盒进行第一次抽负压，使所述墨盒内部达到第一压力值，然后，利用所述泄压阀控制模块控制所述泄压阀对所述墨盒进行第一次泄压，使所述墨盒中容纳有第一墨水量的墨水；

利用所述真空泵控制模块控制所述真空泵对所述墨盒进行第二次抽负压，使所述墨盒内部达到第二压力值，然后，利用所述泄压阀控制模块控制所述泄压阀对所述墨盒进行第二次泄压，使所述墨盒中容纳有第二墨水量的墨水。

6.根据权利要求5所述的灌墨方法，其特征在于：

所述墨盒包括由一个分隔壁分隔出的一个海绵腔和一个墨水腔，所述海绵腔和所述墨水腔通过所述分隔壁上开设的导通口相连通，并且，所述海绵腔设有一个出墨口，所述出墨口与所述连通口相连通。

7.根据权利要求6所述的灌墨方法，其特征在于：

所述底槽包括第一端部和第二端部，在铅垂方向上，所述第一端部高于所述第二端部，并且，由所述第二端部向所述第一端部延伸的直线与由所述第二端部沿水平方向延伸的直线之间的锐角夹角为α，45°≤α＜90°。

8.根据权利要求7所述的灌墨方法，其特征在于：

所述第一墨水量的墨水包括容纳在所述墨水腔中具有第三墨水量的墨水，在铅垂方向上，所述第三墨水量的墨水的液面高于所述导通口的最高水平面。

9.根据权利要求8所述的灌墨方法，其特征在于：

在所述第二次抽负压过程中，所述真空泵从所述出墨口将少量的所述第三墨水量的墨水抽吸出，使所述墨水腔中剩余有第四墨水量的墨水，并且在铅垂方向上，所述第四墨水量的墨水的液面低于所述导通口的最低水平面。

10.根据权利要求9所述的灌墨方法，其特征在于：

所述第二墨水量的墨水包括在所述第二次抽负压之后在所述墨水腔中剩余的具有所述第四墨水量的墨水。